Зачем изучать эволюцию биосферы?

Наука и техникаНаука

Эволюция биосферы: архейская нищета и панспермия

Край Игорь

Начать стоит с сообщения о недавнем открытии. Недалеко от Модены экспедицией Лиссабонского университета были найдены следы глубоководных рыб. Только следы – ямки на ныне окаменевшем дне Тетиса и оставленные плавниками борозды. Возраст отложений составил 130 млн. лет. И это значит, что позвоночные начали осваивать глубины на 80 млн. лет ранее, нежели до сих пор считалось.

Что такое «эволюция биосферы»?

Казалось бы, что с того? Умеренно глубоководные – обитающие далее 500 м от поверхности – рыбы появились не в начале палеогена, а еще в начале мелового периода. Но появиться может лишь то, чего до этого не было. Эволюцию обычно представляют как смену более прогрессивными формами жизни менее прогрессивных, однако это только одна из граней процесса. Параллельно с ним идет и другой. Жизнь проникает туда, где до этого отсутствовала. Самым известным примером захвата новых территорий является, разумеется, выход жизни на сушу. Однако это только одно из множества подобных событий в истории Земли. Например, представления об обстоятельствах экспансии – на протяжении мезозоя – живых организмов с прибрежных мелководий на просторы, а затем и в глубины океана дополняет открытие португальских палеонтологов.

И тут кстати вспомнить, что добычей палеонтологов в этот раз стали только ихнофоссилии – окаменевшие следы деятельности организмов, а не отпечатки их тел. Описать новый вид ископаемых рыб по таким следам невозможно. Но именно в контексте проблемы эволюции биосферы на такие детали смысла размениваться нет. Биосфера развивается, порождая тьму новых видов – все более приспособленных. И уместно задать вопрос, в чем это развитие проявляется.

В общем случае, с развитием возрастают масса и эффективность биосферы. Когда-то футурологи предсказывали, что развитую цивилизацию выдаст окружающая звезду и позволяющую полностью использовать ее энергию сфера Дайсона. К тому же к максимальному использованию ресурсов, в том числе и света, только в рамках доступных ей технологий стремится и жизнь. С возрастом биосферы, таким образом, в планетарных масштабах увеличивается биомасса и в каком-то смысле «заселенная площадь».

Достигается же увеличение биомассы ростом сложности и приспособленности, причем так, что второе оказывается следствием первого. Ибо под «сложностью» в данном контексте уместно понимать не только появление более прогрессивных форм, но и просто увеличение объема генома. При очевидной, например, простоте устройства одноклеточных, приспособительные механизмы бактерий могут быть сложны до безумия. Биохимия бактерий Desulforudis audaxviator, способных заселять микротрещины до глубины 3 км под землей, нуждающихся только в водороде, а все прочее необходимое им извлекающих путем растворения горных пород, способных выживать изолированно, без сотрудничества с другими организмами, не проще, чем высшая нервная деятельность.

И, разумеется, изощренные изобретения, позволившие жизни проникнуть в глубину коры, были сделаны не сразу. Учитывая, что недра Земли заселяются почвенными бактериями, увлеченными вместе с капельками воды вниз геологическими процессами и успевшими приспособиться благодаря низкой скорости этих процессов, экспансия жизни в литосферу едва ли могла начаться до выхода жизни на сушу. А следовательно, успехи бактерий на данном фронте – по эволюционным меркам – недавние.

Однако к любому вопросу стоит подходить системно, в частности, рассматривая эволюцию биосферы с момента ее появления.

Бактерия Desulforudis audaxviator

Стадия зарождения

Что касается зарождения жизни на Земле, то тайна его – в деталях как минимум – наукой пока не раскрыта. Важно однако отметить, что само по себе «зарождение» понимается наукой не как событие, а как процесс. Причем геологически длительный, продолжавшийся 100–200 млн. лет. А значит, о «стадии» говорить совершенно уместно.

Подразумевает же эта стадия существование на планете 4,3–4,0 млрд лет назад «РНК-мира», коацерватных капель с повышенной концентрацией коллоидов, кипящих содовых болот – в общем случае, некой среды, в которой еще механизмами эволюции химической происходила наработка условно «живых», способных к автокатализу макромолекул, последующее этих молекул размножение. Но затем и эволюцию уже биологическую, понимаемую пока еще более смутно, – от «муравейников молекул» к чему-то такому, что не стыдно становилось назвать «организмом»…

И с позиций эволюции биосферы, не вдаваясь в детали (здесь почти всегда неизвестные или спорные), достаточно заключить, что на этапе «зарождения» биомасса оставалась нулевой. Даже если бы исследователи, располагающие современными средствами, и перенеслись на катархейскую Землю, ни признаков, ни даже следов жизни они не нашли бы…

Но это – банально.

Важно отметить, что на этапе за рождения, в буквальном аду, каким являлась планета катархейского эона, в незакипающей только из-за высокого давления первичной атмосферы, в ядовитой, перенасыщенной вымываемыми из вулканических пород кислотными дождями солями, в зеленоватой от высокой концентрации оставшейся серной кислоты (в атмосфере сероводород реагировал с водяным паром), в этом климатически-геохимическом ужасе приспособленность жизни также оставалась нулевой. Равно, как можно говорить и о нулевом уровне приспособленности синтетической РНК – в пробирке. Молекулы зарождались и плодили друг друга автокатализом лишь постольку, поскольку в среде присутствовало все необходимое для сборки новых цепочек нуклеотидов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

От редакции От редакции

На страницах журнала «Наука и техника» освещаются научно-технические достижения

Наука и техника
Ребенок начинает учить язык еще в утробе матери Ребенок начинает учить язык еще в утробе матери

Будущий ребенок начинают изучать язык, на котором вы говорите, еще до рождения!

ТехИнсайдер
Кунсткамера Кунсткамера

Лего из лунной пыли, бабочка-птицекрылка и музей сыра в центре Парижа

Наука и жизнь
«Неоконченная симфония Дарвина: Как культура формировала человеческий разум» «Неоконченная симфония Дарвина: Как культура формировала человеческий разум»

Почему для нас важно подражать другим

N+1
Красота на пальцах Красота на пальцах

Лучшие драгоценности в кино, сделавшие драматический сюжет лучше

Правила жизни
Развлечение из детства с жуткой историей: когда придумали телефон из стаканчиков и нити и как он работает Развлечение из детства с жуткой историей: когда придумали телефон из стаканчиков и нити и как он работает

Многих на протяжении детства волновал вопрос, как работают ниточные телефоны

ТехИнсайдер
Новый папа Новый папа

Как наладить отношения между ребенком и твоим новым мужчиной

Лиза
Банальность против зла Банальность против зла

Как Терренс Малик превратил пафос в киноязык

Weekend
Футбол под индейку: как НФЛ и другие лиги собирают рекордные рейтинги в праздники Футбол под индейку: как НФЛ и другие лиги собирают рекордные рейтинги в праздники

Как спортивные лиги США капитализируют праздничные дни

Forbes
Острые ощущения Острые ощущения

Они любят риск, покоряют вершины, но не могут остановиться. Что виной тому?

Здоровье
«Опыт в торговле помогает найти язык с любым родителем»: как я стала воспитателем в детском саду «Опыт в торговле помогает найти язык с любым родителем»: как я стала воспитателем в детском саду

Наша героиня поняла, что лучшая профессия для нее — воспитатель в детском саду

VOICE
В регби без травм и через Госуслуги: у жесткого вида спорта будет безопасная версия В регби без травм и через Госуслуги: у жесткого вида спорта будет безопасная версия

Как сделать регби более популярным у молодежи?

Forbes
Генитальный герпес связали с истончением коры головного мозга Генитальный герпес связали с истончением коры головного мозга

Вирус простого герпеса связан со снижением толщины коры головного мозга

N+1
Миссия выполнима Миссия выполнима

Уникальный фэшн-проект: народный промысел фабрики «Крестецкая строчка»

OK!
Пять самых захватываюющих книг о проблемах первого контакта с инопланетянами Пять самых захватываюющих книг о проблемах первого контакта с инопланетянами

Книги, в которых описан первый контакт с инопланетянами в различных декорациях

Maxim
Благородные, но такие разные Благородные, но такие разные

Почему цены на драгметаллы разнонаправлены

Деньги
Семь чудес Моники Беллуччи Семь чудес Моники Беллуччи

Секрет ее вечной молодости прост — она никогда не жила по правилам

Караван историй
Илья Любимов: «Я долгое время проверял мир на прочность» Илья Любимов: «Я долгое время проверял мир на прочность»

Илья Любимов рассказал о своей семье и о том, как начиналась его карьера

Коллекция. Караван историй
Комфортный фитнес: так бывает? Комфортный фитнес: так бывает?

Могут ли тренировки быть не только эффективными, но и комфортными?

Новый очаг
Татьяна Васильева: «Мне кажется, все великие артисты дураки» Татьяна Васильева: «Мне кажется, все великие артисты дураки»

Большое интервью с Татьяной Васильевой

Коллекция. Караван историй
Как зимой выглядеть «дорого», не потратив много денег: 5 советов Как зимой выглядеть «дорого», не потратив много денег: 5 советов

Идеальные зимние наряды, которые будут смотреться дорого при небольших затратах

VOICE
Коротко и ясно: 5 саммари полезных книг для тех, кто хочет сэкономить время и узнать все самое интересное Коротко и ясно: 5 саммари полезных книг для тех, кто хочет сэкономить время и узнать все самое интересное

Подборка саммари самых интересных книг для саморазвития

ТехИнсайдер
На маленьком плацу На маленьком плацу

Как один лейтенант довел целую империю до политического кризиса

Weekend
Ожирение при нехватке лептина полечили моноклональными антителами Ожирение при нехватке лептина полечили моноклональными антителами

Моноклональныхе антитела помогли при лечении ожирения и липодистрофии

N+1
«Полезное прошлое: История в сталинском СССР» «Полезное прошлое: История в сталинском СССР»

Почему историки перестали называть Ивана Грозного тираном

N+1
Хрононный радар Хрононный радар

Разрешаем последние нестыковки физики Quantum Break со сценаристом игры

N+1
Остаться с носом. Как выбрать капли в нос: инструкция от ЛОРа Остаться с носом. Как выбрать капли в нос: инструкция от ЛОРа

Когда нос заложен и нарушено дыхание, это влияет на качество жизнинос

Лиза
Идти навстречу светилу! Идти навстречу светилу!

История института солнечно-земной физики уходит корнями в докосмическую эру

Наука и жизнь
10 примет российских водителей: а вы в них верите? 10 примет российских водителей: а вы в них верите?

Есть ли польза от водительских суеверий?

ТехИнсайдер
Математик и Рейх Математик и Рейх

Трагичная судьба немецкого математика Феликса Хаусдорфа

Знание – сила
Открыть в приложении